2 5. Типы вибропогружателей, принцип их действия. Выбор вибропогружателей.

Вибропогружение свай

С 50-х гг. в нашей стране, а затем и за рубежом для погружения свай и шпунтов стали широко применять вибрационные машины.

Вибропогружение свай особенно эффективно в песчаные грунты, так как оно обеспечивает большую скорость погружения в сравнении с забивным методом и несколько увеличивает несущую способность свай. В глинистых грунтах вибрационный метод погружения снижает несущую способность свай и менее производителен, чем забивной. Виброметод применяют также для погружения тонкостенных железобетонных оболочек большого диаметра (более 0,8 м), так как забивка их затруднительна.

Принцип действия вибропогружателей основан на их направленных, продольных по отношению к сваям колебаниям, возникающих от синхронно и противоположно направленного вращения от электропривода горизонтально расположенных парных валов с дебалансами (рис. 6.13).

Р ис. 6.13 Вибропогружатели: апростейшего типа, бс подрессоренной пригрузкой; 1электромотор, 2вибратор, 3наголовник, 4свая, 5пружина.

Вибропогружатели жестко соединяют с погружаемыми элементами с помощью болтового или зажимного наголовника.

При работе вибропогружателя возникает вынуждающая сила, вызывающая продольные колебания всей системы и погружение свай или шпунта. Горизонтальные составляющие центробежных сил эксцентриков воспринимаются корпусом вибратора и взаимно уравновешиваются.

Различают вибропогружатели низкочастотные (400–650 колебаний в минуту) и высокочастотные (до 2500 колебаний в минуту). Для погружения свай и оболочек применяют низкочастотные вибропогружатели с большой вынуждающей силой. У высокочастотных вибропогружателей электродвигатель с пригрузочной плитой отделен от вибратора системой пружин (рис. 6.13, б), что улучшает условия работы машины и повышает ее износоустойчивость. Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения легких свай и шпунтов.

Разновидностью вибропогружателей являются вибромолоты, в которых совмещены вибрационный и ударный эффекты (рис. 6.14). Их применяют для погружения сплошных свай и стального шпунта.

Рис. 6.14 Вибромолот: 1 -электромотор; 2 — дебалансы; 3 — верхняя плита; 4 — нижняя плита; 5 — пружина

Выбирают вибропогружатель по его вынуждающей силе F_в, которая должна преодолеть силы сопротивления сваи по ее боковой поверхности:

(6.3) где М_с — статический момент дебалансов вибратора (по паспорту);  — угловая скорость вращения дебалансов; F_d — несущая способность сваи по грунту; G_в — вес вибросистемы (вибропогружателя, наголовника и сваи); k_ — коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта при вибрации, значение которого для песчаных грунтов средней плотности принимают в зависимости от их крупности: для гравелистых — 2,6; крупных — 3,2; средней крупности — 4,9; мелких — 5,6; пылеватых — 6,2. Для водонасыщенных крупных песков коэффициент k_ увеличивают в 1,2 раза; для мелких — в 1,5 раза. В глинистых грунтах k_ зависит от показателя их текучести I_L:

IL	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
k	1,3	1,4	1,5	1,7	2,0	2,5	3,0	3,3	3,5

При вибропогружении оболочек с выемкой грунта из полости значения F_в принимают не менее 1,3G_в, а при погружении свай с закрытым нижним концом и шпунта — не менее 2,5G_в.

Кроме того, вибропогружатель должен обеспечить условие по амплитуде колебаний системы А:

А = М_с/т_с А₀, (6.4) где т_с — масса вибросистемы; А₀ — минимальная амплитуда, принимаемая по таблице 6.5. Для оболочек, погружаемых с выемкой грунта из полости, значения А₀ понижают в 1,2 раза.

Значения параметра Таблица 6.5

Технические характеристики вибропогружателей приведены в таблице 6.6.

Организация работ по вибропогружению свай сходна с организацией работ при забивке свай молотами.

Сваи погружают в направляющих каркасах, вибропогружатель устанавливают на головы вертикальных свай. При погружении наклонных свай вибропогружатель перемещается по направляющей стреле.